トレボウクシア藻綱の細胞分裂の多様性:内生胞子形成から出芽・二分裂への進化

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トレボウクシア藻は、鞭毛をもたない不動性の緑藻で主に内生胞子形成によって増殖する。また、内生胞子形成型から派生した出芽型や二分裂型の種もいる。本研究の目的は、トレボウクシア藻の娘細胞壁新生機構を明らかにし、内生胞子形成から出芽・二分裂への移行過程を解き明かすことである。昨年度はトレボウクシア藻の基本型である内生胞子形成型の娘細胞壁形成過程を明らかにするために、明暗同調系を用いた経時的な光顕・電顕観察を行った。娘細胞壁合成が細胞成長期から開始する初期合成型(C.vulgaris、C.sorokiniana、C.lobophora)と細胞質分裂後に開始する後期合成型(P.kessleri)の二つのタイプがあることを示した。本年度はこれらの結果を踏まえ、派生型である二分裂型と出芽型の娘細胞壁形成と母細胞壁解離の相対的なタイミングに注目した。細胞壁特異的蛍光色素Fluostain Iと急速凍結置換固定法を用いて、同じクレードに属する二分裂型N.bacillarisと出芽型M.geminata (=N.coccoides)の娘細胞壁新生と母細胞壁の開裂と剥離を観察した。どちらも後期合成型であり、細胞質分裂後も母細胞壁が娘細胞表面に残存していた。このように、母細胞壁の剥離や分解のタイミングが細胞分裂の様式に大きな影響を与えることを明らかにした。さらにN.bacillarisと別のクレードに属する二分裂型の種を検索し、Stichococcus bacillarisの分裂細胞を透過型電顕と走査型電顕で観察した。S.bacillarisでは母細胞壁開裂後の娘細胞解離が遅れて娘細胞がフィラメント状に連なる様子が観察された。N.bacillarisとS.bacillarisの行う二分裂は、母細胞壁が脱ぎ捨てられる内生胞子形成型から、母細胞壁の残存という同じ過程を経て、独立に派生したことが示された。